Convertidor de voltaje de condensador conmutado

Un convertidor de voltaje de capacitor conmutado realiza transferencia de energía y conversión de voltaje usando capacitores. Hay principalmente dos tipos de convertidores de voltaje de condensador conmutado, el primero es el circuito inversor de voltaje y el segundo es el circuito duplicador de voltaje. Estos tipos de circuitos se conocen comúnmente como circuitos de bomba de carga.

En este proyecto, diseñaremos un inversor de voltaje de capacitor conmutado usando Texas Instruments LMC7660S IC, y también construiremos el circuito en una placa de prueba sin soldadura para demostrar su funcionamiento. Este circuito es muy simple ya que solo requiere dos capacitores externos para funcionar correctamente.

¿Cómo funciona el inversor de voltaje de condensador conmutado?

A continuación se muestra el diagrama de bloques funcional del 7600S IC, tomado de su hoja de datos .

El IC contiene cuatro interruptores grandes (principalmente MOSFET). En la primera mitad de la onda de conmutación de entrada, los interruptores S1 y S3 están cerrados, por lo que carga el condensador de la bomba Cp para suministrar voltaje V +. Durante la segunda mitad de la onda de conmutación, los interruptores S2 y S4 se cierran y S1 y S3 se abren. Cuando S2 conecta el capacitor de la bomba a tierra, el capacitor de salida Cr desarrolla un voltaje que es -V + / 2. Después de algunos ciclos de conmutación, la tensión en el condensador de salida será exactamente igual a -V +. En este punto, el voltaje de salida es el negativo del voltaje de entrada y la corriente de entrada es aproximadamente igual a la corriente de salida.

caracteristicas:

Aquí está la lista de características del LMC7660 IC

Conversión simple de suministro lógico de +10 V a suministros de -10 V
Multiplicación de voltaje simple (VOUT = (-) nVIN)
Fácil de usar: solo requiere 2 componentes pasivos externos no críticos
Eficiencia típica de conversión de voltaje de circuito abierto 99%
Eficiencia energética típica 98%
Amplio rango de voltaje operativo de 1,5 V a 10,0 V
Sin diodo externo sobre temperatura máxima. y rango de voltaje

Componentes requeridos

Si. No	Partes	Tipo	Cantidad
1	LMC7660	IC	1
2	10uF	Condensador	1
3	10K	Resistor	1
4	Unidad de fuente de alimentación	CC (0-10) V	1
5	Alambre de un solo calibre	Genérico	6
6	Tablero de circuitos	Genérico	1

Diagrama esquemático

A continuación se muestra el esquema del convertidor de voltaje de condensador conmutado tomado de la hoja de datos.

Aplicaciones del regulador de voltaje de condensador conmutado IC LMC7660S

Este es un CI muy pequeño, eficiente y útil que se puede utilizar en varias aplicaciones

Suponga que necesita medir el voltaje RMS verdadero con la ayuda de un microcontrolador. Por eso, es necesario un amplificador operacional para amplificar la entrada de señal de CA y un suministro de energía de polaridad dual a la Op-Amp. En este escenario, el LMC7660 IC puede ser muy útil. Al colocar este IC y dos condensadores económicos en su circuito, puede generar fácilmente el negativo del voltaje de entrada.
En otro escenario en el que necesita amplificar una señal de un micrófono capacitivo, también requiere un suministro de doble polaridad para amplificar la señal correctamente. En esta situación, el 7660 IC puede resultar muy útil.
Para alimentar, se requiere un suministro de doble polaridad de amplificador Push-Pull.
Suministro negativo a bordo para RAM dinámicas.
Este IC también se utiliza en la industria de las telecomunicaciones, donde se utiliza para alimentar un amplificador operacional OP07 y un multiplexor analógico CD4051, que es una parte muy importante de todo el circuito, ya que se utiliza para medir el voltaje de la batería, el voltaje de CA de entrada, y me Nput la corriente alterna.

Normas

El voltaje de entrada máximo de este IC es de 10 V, un voltaje de entrada superior a 10 V seguramente dañará este IC.
El pin-6 del IC es el pin LV (bajo voltaje) si el voltaje de entrada es ≤3.5V, este pin debe estar conectado a tierra. De lo contrario, este pin debería estar en estado flotante.
El condensador CP debe colocarse muy cerca del IC, de lo contrario, el IC puede engancharse.
Para aumentar la eficiencia del circuito, se puede utilizar un condensador con clasificaciones ESR bajas.
Una cosa a tener en cuenta es que la eficiencia disminuye con un aumento en la corriente de carga, por ejemplo con una corriente de carga de 40 mA, la eficiencia es de alrededor del 75%.

Espero que les haya gustado este artículo y hayan aprendido algo nuevo de él. Si tiene alguna duda, puede preguntar en los comentarios a continuación o puede utilizar nuestros foros para una discusión detallada.